如何使用Arduino制作ThinkPad鍵盤USB適配器

步驟1：獲取插座

部分，即。對適配器板進(jìn)行編程和設(shè)計，您需要找到一種將鍵盤連接到PCB的方法。

大多數(shù)經(jīng)典的ThinkPad鍵盤都使用板對板連接器。根據(jù)eBay的說法，如果您搜索T60鍵盤，則會發(fā)現(xiàn)ThinkPad T60，T60p，Z61p，Z61t，Z60，T61，R400，R500，T400，T500，X41 。..共享相同的鍵盤，并且它們的鍵盤矩陣也可能

從互聯(lián)網(wǎng)上浮動的ThinkPad T60的示意圖中（參見圖片），我發(fā)現(xiàn)T60使用JAE AA01B-S040VA1-R3000。由于這些產(chǎn)品是專有產(chǎn)品，因此沒有多少供應(yīng)商出售它們。多數(shù)確實(shí)出售這些產(chǎn)品的人，其最低訂購量為100。每件產(chǎn)品的價格約為4.90美元，加上運(yùn)費(fèi)，價格非常昂貴。因此，如果您有興趣獲得這些信息，請給我發(fā)消息。

有關(guān)ThinkPad T60插座的更多信息，請查看Felix的照片和尺寸：http://electronics.stackexchange.com/questions/64112/how找到用于鍵盤連接器的插座

步驟2：使用鍵盤示意圖

從上一步的示意圖中可以看出，T60鍵盤矩陣使用8行16列，其中1個用于熱鍵（FN），TrackPoint使用時鐘線，數(shù)據(jù)線和復(fù)位線。總共需要28個數(shù)字引腳，而Arduino Micro/Leonardo只有20個數(shù)字引腳。

使用CD4017這樣的十進(jìn)制計數(shù)器在行中循環(huán)，并使用MCP23S17等SPI 16位輸入IC進(jìn)行讀取。輸入為16列，Arduino端的引腳總數(shù)減少到10行。

通常，鍵盤矩陣是被動的-它們不指定行或列必須是輸入還是輸出。但是，對于該項(xiàng)目，16列輸出將需要更多的外部IC，無源元件，并使設(shè)計復(fù)雜化。因此，我選擇了8個輸出和16個輸入。

到目前為止，零件清單已經(jīng)到了：

Arduino Micro：官方模塊?32美元，13美元用于克?。ㄔ趀Bay上克隆）

CD4017

MCP23S17

16 x 10k電阻作為MCP23S17

的上拉電阻Arduino安裝板和插座板（接下來的幾個步驟）

AA01B-S040VA1插座

在https://www.tindie.com/products/rampadc/arduino-thinkpad獲取該套件-usb-keyboard-adapter/

步驟3：設(shè)計原理圖和PCB

由于T60的插座是間距為0.5mm的表面安裝組件，因此我決定將SMD用于其他組件。

在此項(xiàng)目中，我決定將該板分成兩塊板：

Arduino Micro安裝板

帶有電阻和支持IC的插座板。

這可以使將來的主板修訂版更具模塊化，并且從長遠(yuǎn)來看可能會更便宜。例如，如果我決定添加藍(lán)牙連接，則不再需要使用Arduino Micro的USB功能。我可以改用Arduino Nano，而只需要在Arduino一側(cè)設(shè)計PCB，就可以清楚地知道我的插座板將以相同的方式工作，無論我決定使用哪種微控制器。

我提供了以下示例我的Elecrow的PCB布局，原理圖和預(yù)制板。板子是雙面的，適合50x50mm。

第4步：編寫代碼！

該項(xiàng)目非常簡單，足以與Arduino龐大的社區(qū)進(jìn)行編碼。我寫了一個簡短的草圖。該代碼可在GitHub上找到：https：//github.com/rampadc/arduino-thinkpadkb-usb。

該代碼可以使用一些優(yōu)化來加速矩陣掃描。從代碼中刪除了FN + NumLock功能，鍵盤鍵和自定義鍵盤組合功能，因?yàn)樗@著降低了掃描速度。

步驟5：結(jié)果和結(jié)論

Arduino平臺使構(gòu)建USB適配器非常容易。但是，它有一些嚴(yán)重的缺點(diǎn)：

?有限的鍵碼支持：沒有鍵盤鍵，打印屏幕，滾動鎖定，暫停，中斷等的定義。?Keyboard.press（）和Keyboard.release（）的笨拙實(shí)現(xiàn)。 ）。 Arduino API不會接受和發(fā)送未經(jīng)修改的鍵碼，而是強(qiáng)制用戶發(fā)送可打印的字符。

?無遠(yuǎn)程喚醒：如果計算機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，則按鍵盤上的某個鍵或移動鼠標(biāo)都不會將其喚醒。

?引腳數(shù)少

?慢。可以進(jìn)行代碼優(yōu)化和改進(jìn)，但是使用Arduino從直接端口操縱中提取的東西會大大增加延遲，增加低引腳數(shù)，迫使用戶使用擴(kuò)展IC進(jìn)一步降低了速度。

出于測試目的，我使用跨接電纜將兩塊板連接在一起。對于最終產(chǎn)品，我將使用一些細(xì)得多的電線直接焊接到板上并在鍵盤下方運(yùn)行。

這是操作鍵盤的視頻：http://youtu.be/gDHS0D_EtOc

設(shè)計建議改進(jìn)和代碼優(yōu)化！